基于半导体的加热控制系统及其方法技术方案

公开了一种基于半导体的加热控制系统及其方法。其首先获取由半导体加热器件采集的电压检测信号，接着，对所述电压检测信号进行电路分析以得到输出电压，然后，基于PID控制算法和所述输出电压生成调节控制信号以使得实际温度与设定温度保持一致。这样，其可以基于编码器

【技术实现步骤摘要】
基于半导体的加热控制系统及其方法


[0001]本公开涉及加热控制领域，且更为具体地，涉及一种基于半导体的加热控制系统及其方法。

技术介绍

[0002]半导体加热器件是一种利用电流通过半导体材料产生焦耳热的加热器件，具有响应速度快、体积小、寿命长等优点，广泛应用于工业、医疗、科研等领域。
[0003]然而，由于半导体加热器件的温度受到电流变化、环境温度、散热条件等多种因素的影响，难以实现精确的温度控制。因此，期待一种优化的基于半导体的加热控制方案。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本公开提出了一种基于半导体的加热控制系统及其方法，其可以基于编码器
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解码器结构的分析电路来对所述电压检测信号进行特征编码
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特征解码以提高所述输出电压值的检测精度，从而提高所述实时温度检测值的检测精度，这样可基于PID算法来生成调节控制信号以使得实际温度与设定温度保持一致。
[0005]根据本公开的一方面，提供了一种基于半导体的加热控制方法，其包括：获取由半导体加热器件采集的电压检测信号；对所述电压检测信号进行电路分析以得到输出电压；以及基于PID控制算法和所述输出电压生成调节控制信号以使得实际温度与设定温度保持一致。
[0006]根据本公开的另一方面，提供了一种基于半导体的加热控制系统，其包括：信号采集模块，用于获取由半导体加热器件采集的电压检测信号；电路分析模块，用于对所述电压检测信号进行电路分析以得到输出电压；以及温度控制模块，用于基于PID控制算法和所述输出电压生成调节控制信号以使得实际温度与设定温度保持一致。
[0007]根据本公开的实施例，其首先获取由半导体加热器件采集的电压检测信号，接着，对所述电压检测信号进行电路分析以得到输出电压，然后，基于PID控制算法和所述输出电压生成调节控制信号以使得实际温度与设定温度保持一致。这样，其可以基于编码器
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解码器结构的分析电路来对所述电压检测信号进行特征编码
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特征解码以提高所述输出电压值的检测精度，从而提高所述实时温度检测值的检测精度，这样可基于PID算法来生成调节控制信号以使得实际温度与设定温度保持一致。
[0008]根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
[0009]包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
[0010]图1示出根据本公开的实施例的基于半导体的加热控制方法的流程图。
[0011]图2示出根据本公开的实施例的基于半导体的加热控制方法的架构示意图。
[0012]图3示出根据本公开的实施例的基于半导体的加热控制方法的子步骤S120的流程图。
[0013]图4示出根据本公开的实施例的基于半导体的加热控制方法的子步骤S121的流程图。
[0014]图5示出根据本公开的实施例的基于半导体的加热控制系统的框图。
[0015]图6示出根据本公开的实施例的基于半导体的加热控制方法的应用场景图。
具体实施方式
[0016]下面将结合附图对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显而易见地，所描述的实施例仅仅是本公开的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，也属于本公开保护的范围。
[0017]如本公开和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
[0018]以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0019]另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
[0020]针对上述技术问题，本公开的技术构思为以热敏电阻作为温度传感器来采集被加热控制器件的实时温度，进而基于PID控制算法来生成输出电压生成调节控制信号以使得所述被加热控制器件的实际温度与设定温度保持一致。然而，在藉由所述热敏电阻作为温度传感器来采集被加热控制器件的实时温度时，所述热敏电阻属于敏感元件，其在采集实施温度时，是将热敏电阻贴附于所述被加热控制器件的表面，并通过对其所采集的电压检测信号进行分析以得到实时温度值，但因电压检测信号本身比较微弱（同时，还可能引入其他噪声），导致实时温度检测的精度难以保证，进而也难以保证PID算法的控制效果。
[0021]应可以理解，热敏电阻（Thermistor）是一种温度敏感的电阻元件，其电阻值随温度的变化而变化，它通常由金属氧化物或半导体材料制成，具有负温度系数（NTC）或正温度系数（PTC）两种类型。热敏电阻的工作原理是基于材料的温度敏感性质，当热敏电阻与被加热控制器件接触时，它会吸收被加热控制器件的热量，导致电阻值发生变化。其中，NTC热敏电阻的电阻值随温度升高而下降，而PTC热敏电阻的电阻值随温度升高而增加。为了采集被加热控制器件的实时温度，热敏电阻通常被贴附在被加热控制器件的表面。通过将电流通过热敏电阻，测量电阻两端的电压，然后根据热敏电阻的温度
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电阻特性曲线，可以计算出被加热控制器件的实时温度。然而，由于热敏电阻的电压检测信号可能非常微弱，并且可能受到其他噪声的干扰，因此在实时温度检测中可能存在精度问题，为了提高精度，可以采取
一些措施，例如使用放大器放大电压信号、滤波器去除噪声等。换言之，热敏电阻是一种温度敏感的电阻元件，通过测量其电压信号可以获得被加热控制器件的实时温度。然而，为了保证精度，可能需要采取额外的措施来处理微弱信号和噪声。
[0022]其中，在将热敏电阻贴附于被加热控制器件的表面时，需要考虑：1.热敏电阻的位置，选择一个合适的位置将热敏电阻贴附在被加热控制器件的表面上，这个位置应该能够准确反映被加热控制器件的温度变化，并且不受其他因素（如热量传导、风扇吹风等）的影响；2.热敏电阻的固定，确保热敏电阻牢固地贴附在被加热控制器件的表面上，以防止其在工作过程中的移动或脱落，可以使用导热胶、导热粘贴片或热敏电阻专用的固定夹具等方式进行固定；3.热敏电阻与被加热控制器件的热接触，确保热敏电阻与被加热控制器件有良好的热接触，以便准确地感知被加热控制器件的温度变化，可以使用导热胶或导热垫片等材料来提高热接触效果；4.隔离其他热源，确保热敏电阻所贴附的位置不受其他热源的干扰，以避免温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于半导体的加热控制方法，其特征在于，包括：获取由半导体加热器件采集的电压检测信号；对所述电压检测信号进行电路分析以得到输出电压；以及基于PID控制算法和所述输出电压生成调节控制信号以使得实际温度与设定温度保持一致；其中，对所述电压检测信号进行电路分析以得到输出电压，包括：对所述电压检测信号进行采样和局部特征提取以得到多个电压波形局部特征图；对所述多个电压波形局部特征图的各个特征矩阵进行加权的方式来提升所述多个电压波形局部特征图的全局特征分布关联效果以得到多个优化后电压波形局部特征图；将所述多个优化后电压波形局部特征图分别展开为特征向量以得到多个电压波形局部展开特征向量；将所述多个电压波形局部展开特征向量通过基于转换器模块的上下文关联特征提取器以得到电压波形全局语义特征向量；以及基于所述电压波形全局语义特征向量，确定所述输出电压。2.根据权利要求1所述的基于半导体的加热控制方法，其特征在于，对所述电压检测信号进行采样和局部特征提取以得到多个电压波形局部特征图，包括：将所述电压检测信号经过滑动采样操作以得到多个局部图像；以及将所述多个局部图像分别通过基于卷积神经网络模型的特征提取器以得到所述多个电压波形局部特征图。3.根据权利要求2所述的基于半导体的加热控制方法，其特征在于，对所述多个电压波形局部特征图的各个特征矩阵进行加权的方式来提升所述多个电压波形局部特征图的全局特征分布关联效果以得到多个优化后电压波形局部特征图，包括：分别计算所述多个电压波形局部特征图的加权特征向量以得到多个加权特征向量；以及基于所述多个加权特征向量，对对应的所述多个电压波形局部特征图的各个特征矩阵进行加权以得到所述多个优化后电压波形局部特征图。4.根据权利要求3所述的基于半导体的加热控制方法，其特征在于，分别计算所述多个电压波形局部特征图的加权特征向量以得到多个加权特征向量，包括：将所述多个电压波形局部特征图的每个特征矩阵进行通道线性变换转换为正方矩阵以得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：石坚，蔡亮，刘建勋，
申请(专利权)人：济宁九德半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：